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1、奉节县小治至铁甲路面改造工程 设计总说明 S-2设 计 总 说 明一、概述1.1项目背景奉节县小治至铁甲路面改造工程项目起点小治陈家包车站（K591+380)，终点为铁甲村（K615+810），路基宽度6.5m6.8m,路基全幅宽度铺筑水泥混凝土路面，公路等级为三级，全长24.43Km。中间经过主要场镇九树村场镇。沿线地形为山岭重丘地形，高差大，地面横坡陡峻，路基的基本形式为半填半挖路基。交通车辆主要为通往云阳等方向的大客车、中巴车及少量建材运输的重车。该道路于2008年进行水泥路面加铺改造，其结构为20cm水泥混凝土+级配碎石调平层+泥结碎石旧路面。道路重车不多，交通量也不大，但是由于混凝土
2、路面下基层强度低，强度不均匀，导致路面产生大量开裂断板破坏，特别是交通量相对较大的九数到铁甲段，路基沉降严重，混凝土路面出现大面积破碎断板、开裂破坏病害，因此，养护部门于2015年对全线路面病害进行了处治，对破碎板进行挖出换板，对接缝、裂缝进行沥青灌缝防水处理，但是由于原路面路基强度低、强度不均匀，这些修补的板块又开始出现不同程度的破坏，为了防止路面的进一步破坏，避免短期反复维修，提高路面的行车安全和舒适性，奉节县渝夔交通开发有限责任公司决定对该段道路路面进行处治，并委托重庆交通大学工程设计研究院有限公司对该段道路进行路面大修设计，以改善该路段的行车条件，提高道路行车的安全性，使该路更好地为沿
3、途居民出行服务。1.2 设计依据1.奉节县小治至铁甲路面改造工程勘察设计合同2.拟整治道路的勘测资料、检测及评价结果。3.设计采用的技术标准、规范(1)公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D40-2011(2)公路水泥混凝土路面施工技术细则JTG F30-2014(5)公路工程养护技术规范JTG H10-2009(6)公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-2017(7)公路工程技术标准JTG B01-2014(8)公路路面基层施工技术规范JTJ 034-2000(10)公路交通安全设施设计规范JTG D81-2006(11)公路交通安全设施设计细则JTG/TD81-2006(12)公路养
4、护安全作业规程 JTG H30-2015(13）公路工程基本建设项目概算、预算编制办法JTG B06-2007(14）公路工程预算定额JTG/T D06-02-2007(15)公路工程机械台班费用定额JTG/T B06-03-2007(16)道路交通标志和标线（GB5768-2009）(17)公路技术状况评定标准JTG H 20-2015（18）公路沥青路面施工技术规范 JTG F40-2004（19）公路水泥混凝土路面养护技术规范JTJ 073.1-2001 （20）公路沥青路面设计规范JTG D50-2006（21）公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-20171.3 既有道路技术状
5、况本次大修路面设计范围S105渝建路小治（K591+380）铁甲村场镇（K615+810），与S505相接，中间经过主要场镇九树村场镇，全长24.43Km，路基宽度6.5m6.8m,路基全幅宽度铺筑水泥混凝土路面，公路等级为三级。沿线地形为山岭重丘地形，高差大，地面横坡陡峻，路基的基本形式为半填半挖路基。交通车辆主要为通往甲高镇、羊市镇、云阳堰平镇等方向的大客车、中巴车及少量建材运输的重车。该道路原路面为泥结碎石路面，于2008年进行水泥路面加铺改造，其结构为20cm水泥混凝土+级配碎石调平层+泥结碎石旧路面。虽然道路重车不多，交通量也不大，但是由于混凝土路面下基层强度低，强度不均匀，导致路面
6、产生大量开裂断板破坏，特别是交通量相对较大的九数到铁甲段，路基沉降严重，混凝土路面出现大面积破碎断板、开裂破坏病害，为此养护部门于2015年对全线路面病害进行了处治，对破碎板进行挖出换板，对接缝、裂缝进行沥青灌缝防水处理，但是由于原路面路基强度低、强度不均匀，这些修补的板块又开始出现不同程度的破坏。 项目起点（小治陈家包车站） 项目终点（铁甲镇）图1.1 项目的起讫点二、旧路面技术状况调查与评价2.1 调查内容根据设计合同，本设计主要进行路面大修设计，不改变既有道路的平面线形、纵坡和路基宽度，维持原有平面、纵坡及高程不改变，仅对路面进行全面整治。为满足设计要求，本次调查内容如下：(1)路面结构
7、及强度调查(2)路面破损情况调查、成因分析、技术状况评价fr=1.87fsp0.87(3)旧路管养状况、安全设施、排水设施、交通状况调查(4)公路沿线筑路材料调查项目组按照合同要求，对全线进行了初步踏勘，然后采取人工逐段丈量里程、逐段调查记录的方法对全线路面病害、路基排水、桥涵、安全设施进行了详细调查，对原路面进行了钻芯取样，采用GPS进行了道路平面地形图测量，收集了大修设计的所需调查资料，作为设计依据。 图2.1 路面病害调查和钻芯取样 2.2 路面结构与强度调查成果采用钻芯取样方法对旧水泥路面结构进行调查，表21是现场钻芯取样调查成果。 图2.2 路面钻芯取样表2-1 路面钻芯取样调查结果
8、芯样编号桩号水泥混凝土芯样长度（cm）劈裂强度（MPa）弯拉强度：fr=1.87fsp0.87（MPa）芯样状况说明芯样1# K615+000202.333.91.取样位于板中，板块完整，无裂缝。2.芯样断裂。2#K612+000232.934.761路面板板块完整2.芯样完整3#K609+800九树镇193.475.521.取样位于板角，旧混凝土板。2.芯样完整。4#K609+200九树镇203.595.691. 路面网裂，破坏严重。2芯样完整。5#K605+840204.086.351.路面开裂。2.芯样完整 5#”K605+840154.256.581.新修补板块2.路面芯样断裂6#K6
9、03+000232.964.811.路面完好。2.芯样完整。7#K600+000203.545.611.路面板角断裂。2.芯样完整8#K597+000193.966.191.路面完好。2.芯样完整。9#K594+000133.175.101.路面板角断裂。2.芯样完整10#K591+85021.53.175.101.路面网裂。2.芯样完整11#K611+840182.373.961.新修补板块，邻近路面网裂2.路面芯样断裂现场钻芯取样及测试结果表明：混凝土板厚度最大23cm、最小13cm，多数为20cm。原设计板厚20cm，板的最低强度3.96 MPa，4个样品混凝土强度小于5.0 MPa，占
10、取样的36.3%，最高强度达6.19 MPa(不包括修补板块)，表明原路面基层平整度较差，板块厚度不均匀，混凝土板强度不均匀，且偏低的较多。现场钻芯取样及设计资料调查还表明，混凝土板下面为碎石调平层，未设水泥稳定碎石基层。因此，芯样基本为混凝土芯样，而没有基层。 图 2.3碎石调平层与混凝土板的连接2.3 路面病害调查及原因分析病害调查采用水泥路面养护技术规范的方法进行，用人工沿逐个记录、测试。根据现场调查，本次大修路段水泥路面的主要病害类型和原因有以下几种。（1）板角断裂 图2.4板角断裂病害板角断裂破坏病害的主要原因是接缝防水较差，没有接缝防水填缝料，使接缝渗水严重，在车辆荷载作用下，板角
11、和靠近纵缝轮迹部位产生大的挠度，使板角和板边产生唧泥、脱空，导致板的断裂破坏。（2）破碎板 图2.5 破碎板破碎板是本项目路段主要的破坏形式，破坏量较大，其主要原因是：（1）路面结构不合理，旧路面板下直接设置碎石调平层，现场调查表明，这层碎石调平层未能得到压实，成为板下的软弱夹层的“脱空”，同时旧粘结碎石路面平整度差,使碎石调平层强度不均；（2）路面厚度20cm偏薄，且部分混凝土强度较低；（3）接缝防水差，接缝防水填料不饱满，纵向施工缝未设拉杆，使纵缝拉开，渗水量增大。在这三方面因素条件下，使混凝土板基础受力不均，在车辆荷载作用下产生较大变形，导致局部破坏并进一步发展成网裂破坏的破碎板。（3）
12、接缝防水较差和脱空唧泥 图2.6 纵缝拉开、防水较差与脱空唧泥主要是接缝防水差，板厚太薄，下部基层强度低，水下渗以后，在荷载作用下产生唧泥，脱空、断板。（4）半填半挖路基不均匀沉降引起的路面开裂 图2.7 半填半挖路基不均匀沉降引起的路面开裂 本项目路基形式主要是半填半挖路基，在一些填方高度较大的路段，由于填方压实不足，在自重作用下固结沉降，并引起路面的开裂，这种病害在项目的后半段较为突出，不但引起板的断裂，还使纵向施工缝拉开，产生严重错台。（5）横向、纵向裂缝 图2.8路基沉降和强度不均引起的纵向和横向裂缝本项目的横向裂缝主要的主要原因是路基强度低和填挖结合部不均匀沉降所致。（6）修补板块破
13、坏 图2.9 修补板块破坏修补板块破坏的原因有以下两种情况：一是通车过早，混凝土未达到强度就通车，导致新铺混凝土板块开裂破坏；另一是换板的基础强度未作处治，基础顶面平整度差，强度低，使混凝土强度满足要求的新换路面板也提前产生破坏。（7）错台 图2.10 未设拉杆和路基沉降引起的纵缝错台本项目错台的主要原因是路面未设纵向拉杆，使混凝土板在自重作用下顺横披滑移，导致接缝宽度加大，渗水增加，路基湿软而板块下沉，另一原因是半填半挖路基的填方部分产生沉降而导致错台。（8）不良地质条件下的破坏K612+500 K612+580段由于滑坡及下挡墙破坏，导致路面破坏。图2.11 局部不良地质灾害引起的路面破坏
14、 （9）九树镇路面状况九树镇路面为混凝土路面，由于管道铺设、旧路面路基强度低等原因，街道路面破坏严重。 图2.12 破坏严重的九树镇街道路面综上所述，本项目混凝土路面产生破坏病害的原因主要有以下几个方面：（1）旧混凝土路面结构不合理，把混凝土板直接铺筑于泥结碎石顶面的调平碎石层上，旧泥结碎石路面强度低、平整度差，又不能碾压密实，在混凝土板下面形成柔性“脱空”夹层，使混凝土板产生局部应力集中而断板破坏。 （2）纵向施工缝未设拉杆，使混凝土板纵向施工缝增大，防水差，水的下渗量大，使板底基础强度低和唧泥，导致混凝土板断裂破坏和错台。（3）混凝土板厚度偏薄，强度偏低。2.4 路面技术状况评价路面技术状况以公路技术状况评定标准JTG H20-20
